離散系統(tǒng)的模擬框圖

離散系統(tǒng)的模擬框圖

1.直接型結(jié)構(gòu)設(shè)差分方程中的m=n，即H1(z)H2(z)離散系統(tǒng)的模擬框圖1.直接型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以看成兩個(gè)子系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)描述這兩個(gè)系統(tǒng)的差分方程為離散系統(tǒng)的模擬框圖1.直接型結(jié)構(gòu)時(shí)域框圖離散系統(tǒng)的模擬框圖1.直接型結(jié)構(gòu)Z域框圖離散系統(tǒng)的模擬框圖2.級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)H(z)=H1(z)H2(z)…..Hn(z)

將系統(tǒng)函數(shù)分解為一階或二階相乘的形式，即

畫出每個(gè)子系統(tǒng)直接型模擬流圖，然后將各子系統(tǒng)級(jí)聯(lián)。離散系統(tǒng)的模擬框圖3.并聯(lián)型結(jié)構(gòu)H(z)=H1(z)+H2(z)+….+Hn(z)

將系統(tǒng)函數(shù)分解為一階或二階相加的形式，即

畫出每個(gè)子系統(tǒng)直接型模擬流圖，然后將各子系統(tǒng)并聯(lián)。解：例：已知試作其直接形式，并聯(lián)形式及級(jí)聯(lián)形式的模擬框圖。1）直接型30.2+0.1–z-10.6z-1

y[k]

f[k]3.6x[k]解：例：已知試作其直接形式，并聯(lián)形式及級(jí)聯(lián)形式的模擬框圖。

2.80.4z-1+

y[k]f[k]32）并聯(lián)型

0.5z-1–0.5解：例：已知試作其直接形式，并聯(lián)形式及級(jí)聯(lián)形式的模擬框圖。3）級(jí)聯(lián)型

0.4z-1+y[k]

0.50.63z-1–f[k]IIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)*FIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)*數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)直接型結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)并聯(lián)型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)

直接I型結(jié)構(gòu)設(shè)M=NIIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)

直接I型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)將H2(z)系統(tǒng)的延時(shí)器與H1(z)系統(tǒng)的延時(shí)器共用交換H1(z)H2(z)兩級(jí)聯(lián)子系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)順序

直接II型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)置直接II型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：簡單直觀缺點(diǎn)：

1.改變某一個(gè){ak}將影響所有的極點(diǎn)

2.改變某一個(gè){bk}將影響所有的零點(diǎn)

3.對(duì)有限字長效應(yīng)太敏感，容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象

對(duì)于三階以上的IIR濾波器，幾乎都不采用直接型結(jié)構(gòu)，而是采用級(jí)聯(lián)型、并聯(lián)型等其它形式的結(jié)構(gòu)。IIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)

將濾波器系統(tǒng)函數(shù)H(z)的分子和分母分解為一階和二階實(shí)系數(shù)因子之積的形式畫出各二階基本節(jié)的直接型結(jié)構(gòu)，再將它們級(jí)聯(lián)。二階基本節(jié)IIR數(shù)字濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)基于直接II型的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)

級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)信號(hào)流圖IIR數(shù)字濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)基于轉(zhuǎn)置直接II型的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)

級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)信號(hào)流圖IIR數(shù)字濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以用一個(gè)二階節(jié)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用每一個(gè)基本節(jié)系數(shù)變化只影響該子系統(tǒng)的零極點(diǎn)對(duì)系數(shù)變化的敏感度小，受有限字長的影響比直接型低IIR數(shù)字濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)

將濾波器系統(tǒng)函數(shù)H(z)展開成部分分式之和，并將一階系統(tǒng)仍采用二階基本節(jié)表示畫出各二階基本節(jié)的直接型結(jié)構(gòu)，再將它們并聯(lián)。IIR數(shù)字濾波器的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)

并連型結(jié)構(gòu)信號(hào)流圖基于直接II型的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)基于轉(zhuǎn)置直接II型的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)IIR數(shù)字濾波器的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)

并連型結(jié)構(gòu)信號(hào)流圖IIR數(shù)字濾波器的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1.運(yùn)算速度快

2.各基本節(jié)的誤差互不影響

3.可以單獨(dú)調(diào)整極點(diǎn)的位置缺點(diǎn):

不能向級(jí)聯(lián)型那樣直接調(diào)整零點(diǎn)IIR數(shù)字濾波器的并聯(lián)型結(jié)構(gòu)例：已知某三階數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為試畫出其直接型、級(jí)聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)。將系統(tǒng)函數(shù)H(z)表達(dá)為解：

直接型例：已知某三階數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為試畫出其直接型、級(jí)聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)。解：

級(jí)聯(lián)型將系統(tǒng)函數(shù)H(z)表達(dá)為一階、二階實(shí)系數(shù)分式之積例：已知某三階數(shù)字濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為試畫出其直接型、級(jí)聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)。解：

并聯(lián)型將系統(tǒng)函數(shù)H(z)表達(dá)為部分分式之和的形式例題結(jié)論：由系統(tǒng)函數(shù)畫直接型結(jié)構(gòu)的規(guī)律

(1)畫出n個(gè)級(jí)聯(lián)的延時(shí)器(2)將各延時(shí)器的輸出反饋連接到輸入端的加法器形成反饋回路，這些反饋回路的系統(tǒng)函數(shù)分別為(3)將輸入端加法器的輸出和各延時(shí)器的輸出正向連接到輸出端的加法器構(gòu)成前向通路，各條前向通路的系統(tǒng)函數(shù)分別為例題結(jié)論：由系統(tǒng)函數(shù)畫級(jí)聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)

級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)：(1)將系統(tǒng)函數(shù)H(z)表達(dá)為一階、二階實(shí)系數(shù)分式之積(2)分別畫出每個(gè)一階、二階子系統(tǒng)的直接型結(jié)構(gòu)，再將它們級(jí)聯(lián)。

并聯(lián)型結(jié)構(gòu)：(1)將系統(tǒng)函數(shù)H(z)表達(dá)為一階、二階實(shí)系數(shù)分式之和(2)分別畫出每個(gè)一階、二階子系統(tǒng)的直接型結(jié)構(gòu)，再將它們并聯(lián)。FIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)直接型結(jié)構(gòu)線性相位直接型結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)FIR數(shù)字濾波器的直接型結(jié)構(gòu)M+1個(gè)乘法器，M個(gè)延遲器，M個(gè)加法器M階FIR數(shù)字濾波器線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)利用h[k]的對(duì)稱特性：h[k]=±h[M-k]

在實(shí)現(xiàn)FIRDF直接型結(jié)構(gòu)時(shí)共用乘法器即得線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)。例：線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)(偶數(shù)階)已知一個(gè)四階線性相位FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)h[k]滿足：h[0]=h[4]=4，h[1]=h[3]=-3，h[2]=2，試畫出該濾波器的線性相位結(jié)構(gòu)。

解：該濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為例：線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)(偶數(shù)階)已知一個(gè)四階線性相位FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)h[k]滿足：h[0]=h[4]=4，h[1]=h[3]=-3，h[2]=2，試畫出該濾波器的線性相位結(jié)構(gòu)。

解：4階線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)已知一個(gè)五階線性相位FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)h[k]滿足：h[0]=-h[5]=3，h[1]=-h[4]=2，h[2]=-h[3]=4，試畫出該濾波器的線性相位結(jié)構(gòu)。

解：該濾波器的系統(tǒng)函數(shù)為例：線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)(奇數(shù)階)已知一個(gè)五階線性相位FIR數(shù)字濾波器的單位脈沖響應(yīng)h[k]滿足：h[0]=-h[5]=3，h[1]=-h[4]=2，h[2]=-h[3]=4，試畫出該濾波器的線性相位結(jié)構(gòu)。

解：例：線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)(奇數(shù)階)5階線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)偶數(shù)階線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)(M為偶數(shù))相同系數(shù)的共用乘法器，只需M/2+1個(gè)乘法器相同系數(shù)的共用乘法器，只需(M+1)/2個(gè)乘法器奇數(shù)階線性相位FIRDF結(jié)構(gòu)(M為奇數(shù))FIR數(shù)字濾波器的級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)將H(z)分解為若干個(gè)實(shí)系數(shù)一階二階因子相乘2L=M個(gè)延遲器，2L+1=M+1個(gè)乘法器，2L=M個(gè)加法器

特點(diǎn)：可以分別控制每個(gè)子系統(tǒng)的零點(diǎn)作業(yè)pp1554-21pp2015-33小測驗(yàn)1.窗函數(shù)法設(shè)計(jì)線性相位FIR數(shù)字濾波器的基本思想是什么?畫出直接

型、一階的并聯(lián)型和級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)圖

2.已知差分方程:設(shè)計(jì)方法1．根據(jù)要求確定線性相位FIR濾波器的類型2．確定理想濾波器的幅度函數(shù)Ad(W)和相位fd(W)fd(W)=-0.5MW+b3．計(jì)算IDTFT得hd[k]4．截短hd[k]h[k]=hd[k]，0

k

M

窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR的步驟基本思想根據(jù)待逼近的理想頻率響應(yīng)，確定線性相位濾波器的類型，利用IDTFT求得單位脈沖響應(yīng)，利用窗函數(shù)對(duì)進(jìn)行截短，使之成為物理可實(shí)現(xiàn)的線性相位FIR濾波器。例題結(jié)論：由系統(tǒng)函數(shù)畫直接型結(jié)構(gòu)的規(guī)律

(1)畫出n個(gè)級(jí)聯(lián)的延時(shí)器(2)將各延時(shí)器的輸出反饋連接到輸入端的加法器形成反饋回路，這些反饋回路的系統(tǒng)函數(shù)分別為(3)將輸入端加法器的輸出和各延時(shí)器的輸出正向連接到輸出端的加法器構(gòu)成前向通路，各條前向通路的系統(tǒng)函數(shù)分別為畫出直接

型、一階的并聯(lián)型和級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)圖

2.已知差分方程:解:系統(tǒng)函數(shù)畫出直接

型、一階的并聯(lián)型和級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)圖

2.已知差分方程:解:畫出直接

型、一階的并聯(lián)型和級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)圖

2.已知差分方程:解:畫出直接

型、一階的并聯(lián)型和級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)圖

2.已知差分方程:解:畫出直接

型、一